Question

15．探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，某組同學(xué)制訂實(shí)驗(yàn)方案、選擇實(shí)驗(yàn)器材且組裝完成，在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）下列哪些說法對(duì)此組同學(xué)操作的判斷是正確的BC
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)該固定在長(zhǎng)木板的最右端，而應(yīng)該固定在靠近定滑輪的那端，即左端
B．小車初始位置不應(yīng)該離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，而應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置
C．實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)該將長(zhǎng)木板水平放置，應(yīng)該在右端墊起合適的高度
D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，應(yīng)使用220V的交流電源
（2）保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖2，該圖線不通過原點(diǎn)，明顯超出偶然誤差范圍，其主要原因是平衡摩擦力過度（選填“不足”或“過度”）． 
（3）沙和沙桶質(zhì)量mD（填字母代號(hào)）小車質(zhì)量M 時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F 的大小近似等于沙和沙桶的重力．
A．遠(yuǎn)大于     B．大于    C．接近（相差不多）    D．遠(yuǎn)小于
（4）某同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖3 所示，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5 個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4 個(gè)點(diǎn)跡沒有標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A 點(diǎn)之間的距離，如圖3所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz 的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a=1.0 m/s²（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在沒有定滑輪的一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流了電；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力；開始時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（2）平衡摩擦力時(shí)，如果木板墊起的太高，過平衡摩擦力，小車重力平行于木板方向的分力大于小車受到的摩擦力，在不施加拉力時(shí)，小車已經(jīng)有加速度，a-F圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)，在a軸上有截距．
（3）砂與砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，細(xì)線對(duì)小車的拉力近似等于砂和砂桶的重力．
（4）做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體在相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)的位于之差是定值，△x=at²，據(jù)此求出紙帶的加速度．

解答 解：（1）A、打點(diǎn)汁時(shí)器應(yīng)該固定在長(zhǎng)木板沒有定滑輪的右端，故A錯(cuò)誤；
B、小車初始位囂不應(yīng)該離打點(diǎn)汁時(shí)器太遠(yuǎn)，而應(yīng)該靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)該將長(zhǎng)木板水平放置，應(yīng)該在右端墊起合適的高度，平衡小車的摩擦力，故C正確；
D、打點(diǎn)汁時(shí)器不應(yīng)使用干電池．應(yīng)使用低壓交流電源，故D錯(cuò)誤；
故選：BC．
（2）由圖2所示a-F圖象可知，圖象不過原點(diǎn)，在a軸上有截距，這說明在不加拉力時(shí)，小車已經(jīng)具有加速度，這是由于平衡摩擦力時(shí)木板墊的過高，木板傾角過大，平衡摩擦力過度造成的．
（3）砂和砂桶質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時(shí)，才可以認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F的大小近似等于砂和砂桶的重力，故D正確．
故選；D
（4）計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.02×5=0.1s，小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)△x=aT²得：
小車加速度a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.2160-0.0879-0.0879}{0.04}$=1.0m/s²．
故答案為：（1）BC；（2）過度； （3）D；（4）1.0

點(diǎn)評(píng) 要知道驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，要會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能根據(jù)打出的紙帶求出物體的加速度、物體的瞬時(shí)速度．